Winkler Prins

Anthony Winkler Prins (1870)

Gepubliceerd op 08-08-2018

Kiezel

betekenis & definitie

Kiezel (Silicium), een scheikundig element, behoorende tot de niet-metalen (metalloïden), met het teeken Si en 28 als verbindingsgewigt, komt nooit afzonderlijk voor, maar gewoonlijk verbonden met zuurstof, waarmede het de hoofdmassa der vaste aardkorst uitmaakt, daar kiezelzuur anhydride (Si O2) een hoofdbestanddeel is van vele rotsen. Van zuurstof bevrijd vertoont zich de kiezel in den vorm van grijsachtig-zwarte, schitterende, bladerige kristallen of in dien van een bruinachtig-grijs poeder, hetwelk bij zijne verhitting in zuurstofgas zich hiermede weder verbindt tot wit kiezelzuur anhydride. Voorts vermelden wij van de kiezelverbindingen:

Kiezelaarde, hetzelfde als Kiezelzuur anhydride (zie onder).

Kiezelgoer, hetzelfde als 'Bergmeel (zie aldaar).

Kiezelkalksteen, een digte, meestal lichtgekleurde , van kiezelaarde doordrongen kalksteen, zoodat hij hier en daar vonken geeft. Somtijds vormt er de kiezelaarde aders en knollen van hoornsteen of vertoont zich als hoornsteen, chalcedon of kwarts in holten of kloven. Vaak is zij zoo innig met den kalksteen vermengd, dat zij zich eerst na de verwering als eene puimsteenvormige massa vertoont. De kiezelkalksteen is gedeeltelijk eene zeevorming, zooals in het Noordsche overgangsgesteente en in onderscheidene trias- en jurakalkgesteenten, en gedeeltelijk zoetwaterkalk en zoetwatermergel, zooals aan den zoom van het tertiaire bekken te Parijs.

Kiezellei, doorgaans als eene verscheidenheid van kwarts beschouwd en ook basaniet, phthaniet, lydiet en hoornlei genaamd, — een digt kiezelgesteente, hetwelk somtijds in leivormige lagen, somtijds ook als gerolde steenen voorkomt. Het is onvolkomen-schilferig, heeft eene plat-schelpachtige, splinterige breuk, is grijs of zwart, zelden rood of bruin van kleur, vaak veelkleurig, gestreept of gevlekt, aan de kanten doorschijnend tot ondoorzigtig, en bestaat uit kiezelaarde met aluinaarde, kalk, ijzeroxyde en koolstof. Tot de verscheidenheden behooren: edele kiezellei of jaspiskiezellei, Lydische steen, lydiet of toetssteen, (deze is zwart en ondoorzigtig en wordt tot het toetsen van goud en zilver gebezigd), — en gewone kiezellei, met kwartsgruis vermengd en aan de kanten doorschijnend. Men vindt de kiezellei in lagen in glimmerlei, aluinlei en graauwaklei, alsmede in de steenkolenvorming van Westfalen en Noord-Amerika, en zelfs in het krijt van Venezuéla. Echte kiezellei is onsmeltbaar.

Kiezelmangaan, mangaankiezel of rhodoniet, een kiezelzuur mangaanoxydule, bestaande uit 54% mangaanoxydule en 46% kiezelaarde. Het is volgens Naumann eene delfstof uit de familie der watervrije chalcolieten, welke zelden in kristallijnen vorm met de bladerige breuk van augiet, maar doorgaans in digten toestand voorkomt. Het is donkerrozenrood tot roodbruin, bleekrood op de streek, doorschijnend, glasglanzig, zelden parelmoerachtig, harder dan apatiet (5 1/2) en met een soortgelijk gewigt van 31/2. Voor de blaasbuis smelt het in de buitenste vlam tot een roodachtig, in de binnenste tot een zwart glas en levert met phosphorzout in de buitenste vlam eene violette parel. Men vindt het bij Longbanshytta in Zweden, bij Elbingerode in den Harz, bij Kapnik in Hongarije en in Katherinenburg bij het Oeralgebergte. Allagiet, rhodoniet enz. zijn roode, bruine en grijze mengsels van kiezelmangaan en hoornsteen.

Kiezeltuf of kiezelsinter, een neerslag van kiezelaarde uit warme bronnen. Het is digt, druipsteenvormig, poreus, en komt voor als omkorsting van planten en andere voorwerpen. Het heeft eene plat-schelpachtige breuk, eene melkwitte, grijze, gele, bleekroode, of geelroode kleur, is ook wel eens golfvormig gestreept, weinig-glanzend tot mat, doorschijnend tot ondoorzigtig. Tot de verscheidenheden behooren: de witte, zwak-parelmoerglanzende, watervrije parelsinter van Sta Fiora bij Siéna (fioriet), en het gewone kiezeltuf (geiseriet), dat vooral in den IJslandschen Geiser voorkomt. Het bestaat aldaar uit 84,43% kiezelaarde, 3,07% aluinaarde, 1,91% ijzeroxyde, 1,06% magnesia, 0,70% kalkaarde , 022% kali en natron, 7,88% water en een spoor van chloor.

Kiezelzandsteen, zie Zandsteen.

Kiezelzuur en zijn anhydride, ook wel kiezelaarde genaamd. Het bestaat uit 47,l°/0 silicium en 52,9% zuurstof. Dit zuur is een der belangrijkste en meest verspreide uit het rijk der delfstoffen en komt in de natuur gedeeltelijk voor in vrijen toestand, gedeeltelijk als basis tot kiezelzure zouten (silicaten) verbonden. Vrije kiezelaarde kan kristalvormig en watervrij, en ook digt en min of meer waterhoudend wezen. Gekristalliseerde kiezelaarde vormt kwarts, waarvan onderscheidene variëteiten bekend zijn, zooals bergkristal, amethyst, gewoon kwarts, ijzerkiezel, stinkkwarts, hoornsteen, kiezellei, jaspis, agaat enz. (zie onder kwarts), en waterhoudend, digt kiezelzuur vormt den opaal. Chalcedon en vuursteen zijn vermoedelijk mengsels van gekristalliseerde en amorphe kiezelaarde, — althans zij bevatten ze in een gemakkelijk of moeijelijk op te lossen toestand. Zandsteen bestaat uit kwartsgruis, door een bindmiddel zamengevoegd. Dat kwartsgruis in fijn verdeelden toestand levert het zand, en in grovere brokken het grind, gerolde kwarts en kiezel.

In onderscheidene gesteenten behoort de gekristalliseerde kiezelaarde tot de bestanddeelen, zooals in graniet, gneis, syëniet enz. Onder de silicaten (zie aldaar) z{jn de veldspaatsoorten en de daaruit door verwering voortkomende leem (kiezelzure aluinaarde) het meest verspreid. In het welwater vindt men steeds eene geringe hoeveelheid kiezelaarde in opgelosten toestand, en alle planten ontleenen haar aan den aardbodem,— sommige in groote hoeveelheid, zooals Spaansch riet en bamboes. In gedroogden toestand geven in gewigt waterpaardestaart (Equisetum fluviatile) 12%, — winterpaardestaart (E. hiemale) 8,75% en akkerpaardestaart (E. arvense) 6,38% kiezelaarde. Het bevindt zich in de planten gewoonlijk in onoplosbaren toestand. De cauto-bast van Trinidad levert 34,4% asch en deze bevat 96,17% kiezelaarde. Vele plantenvezels zijn zoodanig van kiezelaarde doortrokken, dat zij na het verbranden een zigtbaar geraamte achterlaten, vooral de vezels van vlas, hennep, brandnetels, Nieuw-Zeelandsch vlas enz. In de asch van uitwerpselen van koeijen vond men 62% kiezelaarde.

Vele afgietseldiertjes bezitten een pantser van kiezelaarde, dat na het sterven van die diertjes achterblijft en op vele plaatsen aanzienlijke lagen vormt. Eene soort van kiezelgoer (bergmeel) te Franzensbad bestaat schier uitsluitend uit navicula-soorten, die met de zoetwaternavicula’s bij Berlijn veel overeenkomst hebben. De kiezelaarde van Isle de France en Sta Fiora, het polystschiefer van Bilin en het tripel zijn dergelijke zelfstandigheden. Bij de Bacillariën (staafjesplanten) bevat het celvlies althans 90% kiezelaarde. Uit infusoriën-aarde van de Lüneburger heide verkrijgt men uit de bovenste laag 87,8%, uit eene diepere 74,5% kiezelaarde, en bij sommige polypen (gorgoniën) en polypeneijeren vindt men kiezelnaalden, vooral echter bij de sponzen. Deze naalden, bij het verbranden der spons overblijvend, hebben eene met een vlies bekleede holte; zij zijn doorzigtig als glas en zeer broos. Na het verrotten der sponzen worden zij vaak bij hoopen naar elders gestuwd en dragen dan den naam van spongolieten. Bij meer ontwikkelde dieren vindt men kiezelzuur in haren, vederen en hoorns.

Ook bloed, eiwit, eijerdojer, gal enz. bevatten kiezelzuur. — Scheikundig, zuiver kiezelzuur verkrijgt men door fluorkiezel door middel van water te ontbinden. Het heeft dan het voorkomen van eene gelei, die in veel water en beter in verdund zoutzuur oplosbaar is. Nadat het gewasschen en bij lage temperatuur gedroogd is, vertoont het zich als zachte brokjes, doch droogt men het bij hooge temperatuur, die niet tot 100° C. behoeft te stijgen, dan wordt het een wit, zacht en smakeloos poeder, hetwelk tusschen de tanden knerst. In de lucht gedroogd, bevat het nog 16% water, verliest daarvan de helft bij 100° C. en wordt bij gloeihitte watervrij. Deze kiezelaarde, gelijk in het algemeen kiezelaarde in al hare vormen, is in water en in de gewone zuren onoplosbaar, maar lost gemakkelijk op in fluorwaterstofzuur. Gekristalliseerde kiezelaarde is in bijtende en koolzure alkaliën moeijelijk oplosbaar, doch amorphe kiezelaarde lost in deze vloeistoffen op. Bij het smelten met koolzure en bijtende alkaliën lost ook gekristalliseerde kiezelaarde op en levert kiezelzuur alkali. Dit kan men gemakkelijk verkrijgen door gegloeid kwarts in water te dompelen, het tot poeder te wrijven en zoolang in een gesmolten mengsel van potasch en soda te werpen, als er nog opbruising plaats heeft.

Giet men de waterachtige oplossing van kiezelzuur alkali in veel zoutzuur, dan blijft het afgescheiden kiezelzuur opgelost, maar droppelt men het zoutzuur in de zoutoplossing, dan scheidt zich te grooter hoeveelheid kiezelzuur in geleiachtigen toestand af, naarmate de oplossing meer geconcentreerd is. Koolzuur en dubbelkoolzuur ammoniak doen het kiezelzuur uit de oplossing zijner zouten neêrslaan als eene geleiachtige massa. Door zwavelkiezel met water te ontleden verkrijgt men eene vrij zuivere oplossing van kiezelzuur, welke door verwarming gemakkelijk gezuiverd kan worden van zwavelwaterstof. De zuiverste kiezelzuuroplossing ontstaat door dialyse van kiezelzuur alkali, dat met overtollig zoutzuur vermengd is. Deze oplossing reageert iets meer zuur dan koolzuur, is smakeloos, doch veroorzaakt in den mond een onaangenaam, lang nablijvend gevoel; men kan haar door koken concentréren totdat zij 14% kiezelzuur bevat, en zij verstijft dan reeds na verloop van eenige dagen tot eene doorzigtige, kleurlooze, in water onoplosbare gelei. In weinige minuten wordt zij voorts gecoaguleerd door zeer verdunde oplossingen van koolzuur zout en door een weinig vrij koolzuur. Ammoniak doet deze oplossing niet neerslaan, maar wel zoodanige, die door ontleding van zouten met zuren verkregen wordt. Zoutzuur maakt de oplossing duurzaam, en een spoor van bijtende kali desgelijks.

Lijm veroorzaakt daarin een neerslag, — de chloriden der alkalische aarden doen de oplossing eerst na geruimen tijd neerslaan, en de koolzure alkalische aarden scheiden aanstonds al het kiezelzuur af, zelfs wanneer zij er in geringe hoeveelheid aan toegevoegd worden. Laat men zulk eene oplossing op eene schelp of op een koraal droppelen, dan wordt allengs het koolzuur calcium verdrongen en er ontstaat eene verkiezeling, wier voortbrengsel men in de natuur met den naam van beckiet bestempelt. Deze beckietgesteenten hebben vaak nog eene kern van koolzuur calcium. Ook de bronnen op Ijsland en elders bevatten, behalve koolzure alkaliën, vrij kiezelzuur in opgelosten toestand, hetwelk zich afscheidt en kwartssinter vormt. Alle oplossingen van kiezelzuur laten bij uitdamping kiezelzuur achter, dat in water en zuren niet oplost. Men meent dat het gekristalliseerd en amorph kiezelzuur, hetwelk in de natuur voorkomt, uit oplossingen in water is ontstaan.

Eene oplossing van kiezelzuur koper in zoutzuur, waaruit het koper door zwavelwaterstof neêrgeslagen is, gaf bij verdamping boven kalk in eene luchtledige ruimte kleurlooze, doorzigtige kristallen van kiezelzuur. Bij de ontleding van kiezelzuren aether in vochtige lucht blijft eene doorschijnende massa achter, en als de aether nog zuur bevat, ontstaat er hydrophaan. In het felste vuur blijft de kiezelaarde onsmeltbaar, maar in eene met zuurstof aangeblazen wijngeestvlam smelt zij tot een kleurloos glas, hetwelk men tot zeer buigbare, veerkrachtige draden kan uitrekken. Deze draden worden nog veerkrachtiger, wanneer men ze witgloeijend in water dompelt. Gesmolten kiezelaarde verstijft onder water tot eene parel, welke bestand is tegen den slag van den hamer en staal krast. Drooge kiezelaarde is bestand tegen het vuur, maar verdampt spoedig, wanneer het met waterdamp in aanraking komt.

Kiezelzure zouten verkrijgt men door kiezelzuur te smelten met bases, waarbij men acht moet geven op de verhouding der bestanddeelen, omdat de smeltende zouten de overtollige bases en zuren oplossen. Hoe meer er van de bases bijkomt, zooveel gemakkelijker smelten de zouten. Bijna altijd verstijven de kiezelzure zouten tot eene kristallijne massa, maar de dubbelzouten vormen na de afkoeling dikwijls glas. De basische kali- en natronzouten lossen op in water, — de overige kiezelzure zouten niet. Kiezelzure alkaliën brengen in metaal-zouten neêrslagen voort van het kiezelzuur zout van het metaal en vrij kiezelzuur; verdunde zuren lossen uit deze mengsels het zout op en laten het zuur achter. Kiezelzure zouten zijn sterk verspreid in de natuur en vormen de groote groep van delfstoffen, welke men met den naam van silicaten bestempelt.

Kiezelzuur aluminium is de grondstof voor pannen, aardewerk, porselein enz. Het gewone glas is een dubbelzout van kiezelzuur, en de eigenaardige werking van het cement berust op de vorming van silicaten. Kiezelzure alkaliën vormen het waterglas (zie aldaar). Droppelt men absoluten alkohol op chloorsilicium, dan ontwikkelt zich zoutzuur en men verkrijgt bij 165° C. als destillaat eene kleurlooze, aangenaam aetherisch-riekende vloeistof, kiezelzure aethylaether genaamd, welke in water oplosbaar is, allengs door water onder afscheiding van kiezelzuur ontleed wordt en bij verbranding een witten damp van kiezelzuur geeft. Met waterhoudenden alkohol geeft chloorsilicium nog andere kiezelzure aethers.

Kiezelaarde en vrij kiezelzuur worden in de natuur als edelgesteenten verzameld of tot technisch gebruik aangewend. Kiezelaarde, van afgietseldiertjes afkomstig, bezigt men als polijstmiddel en tot het vervaardigen van waterglas. Agaat komt te pas tot het maken van mortieren, waarin allerlei zelfstandigheden fijngewreven worden. Het gewone kwarts levert bouwsteenen, molensteenen, vuurvaste steenen, slijpsteenen enz. Zand is een bestanddeel van metselspecie, en dient tot strooizand, tot vormzand en tot het maken van glas. Ook vuursteen is geschikt tot mortieren enz., en de kiezellei levert den toetsteen en is met andere kwartssoorten zeer gezocht tot het aanleggen van wegen. Zie voorts onder Silicium.